(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の外周面を有する第一部材と、
前記外周面に当接する円筒状の内周面を有する第二部材とを備え、
前記外周面および前記内周面のうち、いずれか一方の周面には、毛を周方向のいずれか一方向に傾斜して立毛してなる傾斜パイルが設けられており、他方の周面には噛合部が設けられており、
前記他方の周面に対し相対的に前記一方の周面が前記一方向に回転する場合には、前記傾斜パイルが前記噛合部に噛み合う
ことを特徴とする回転力伝達機構。
【請求項２】
前記噛合部が、前記他方の周面に形成された凹凸から成る
ことを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達機構。
【請求項３】
前記噛合部が、前記他方の周面に設けられ軸方向に延びる突条又は凹溝から成る
ことを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達機構。
【請求項４】
前記噛合部が、前記他方の周面に立設され前記一方向と反対向きに傾斜する鋸歯から成る
ことを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達機構。
【請求項５】
前記噛合部が、前記他方の周面に設けられ、毛を前記一方向と反対向きに傾斜して立毛してなる傾斜パイルから成る
ことを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達機構。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の回転力伝達機構を用いた
ことを特徴とするワンウェイクラッチ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の回転力伝達機構を用いた
ことを特徴とするトルクリミッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転力伝達機構に関し、特に回転方向の正逆及び回転トルクの大きさに応じて伝達されるトルクが異なるような、回転力伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワンウェイクラッチや、トルクリミッター等の、回転方向の正逆及び回転トルクの大きさに応じて伝達されるトルクが異なるような回転力伝達機構は、自転車、自動車、ＯＡ機械等、様々な機械に使用されている。
【０００３】
このような回転力伝達機構として、ラチェットを使用したワンウェイクラッチが知られている（特許文献１）。ラチェットを使用したワンウェイクラッチは、部品点数が多く、部品単品および組み立てに高い精度が求められるため、高コストとなり、また振動にも弱いという問題があった。また、異物が侵入した場合に外輪と内輪とが固着して、正常に作動しなくなるという問題があった。
【０００４】
一方、トルクリミッターとしてはコイルバネを用いたもの（特許文献２）、磁力を用いたもの（特許文献３）が知られている。コイルバネを用いたものは、部品単品および組み立て、特に軸心同士の位置関係に高い精度が求められるため高コストとなり、さらに、異物が侵入した場合にに外輪と内輪とが固着して、正常に作動しなくなるという問題があった。また、磁力を用いたものは、部品点数が多く、部品単品および組み立てに高い精度が求められるため、高コストとなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４１０４４号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３２０２２号公報
【特許文献３】特開２００５−２８２７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明が解決しようとする課題は、部品点数が少なく、高精度を必要とせず低コストであって、異物が侵入しても容易に固着することがない回転力伝達機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、円筒状の外周面を有する第一部材と、前記外周面に当接する円筒状の内周面を有する第二部材とを備え、前記外周面および前記内周面のうち、いずれか一方の周面には、毛を周方向のいずれか一方向に傾斜して立毛してなる傾斜パイルが設けられており、他方の周面には噛合部が設けられており、前記他方の周面に対し相対的に前記一方の周面が前記一方向に回転する場合には、前記傾斜パイルが前記噛合部に噛み合うことを特徴とする回転力伝達機構である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、傾斜パイルの噛み合いを利用するため部品点数が少なく、高精度を必要としないため低コストであり、また異物が侵入しても容易に固着することのない回転力伝達機構を提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記噛合部が、前記他方の周面に形成された凹凸から成ることを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達機構である。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、凹凸を形成することで噛合部を設けることができるので、簡易な構成で請求項１に係る回転力伝達機構を提供することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記噛合部が、前記他方の周面に設けられ軸方向に延びる突条又は凹溝から成ることを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達機構である。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、周面に軸方向に延びる突条又は凹溝を形成することで噛合部を設けることができるので、簡易な構成で請求項１に係る回転力伝達機構を提供することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記噛合部が、前記他方の周面に立設され前記一方向と反対向きに傾斜する鋸歯から成ることを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達機構である。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、緊密な噛み合いを実現すると共に、伝達される限界のトルクが大きい、請求項１に係る回転力伝達機構を提供することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記噛合部が、前記他方の周面に設けられ、毛を前記一方向と反対向きに傾斜して立毛してなる傾斜パイルから成ることを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達機構である。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、簡易な構成で緊密な噛み合いを実現すると共に、伝達される限界のトルクが大きい、請求項１に係る回転力伝達機構を提供することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の回転力伝達機構を用いたことを特徴とするワンウェイクラッチである。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、傾斜パイルの噛み合いを利用するため部品点数が少なく、高精度を必要としないため低コストであり、また異物が侵入しても容易に固着することのないワンウェイクラッチを提供することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の回転力伝達機構を用いたことを特徴とするトルクリミッターである。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、傾斜パイルの噛み合いを利用するため部品点数が少なく、高精度を必要としないため低コストであり、また異物が侵入しても容易に固着することのないトルクリミッターを提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、傾斜パイルの噛み合いを利用するため部品点数が少なく、高精度を必要としないため低コストであり、また異物が侵入しても容易に固着することのない、回転力伝達機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る回転力伝達機構を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る回転力伝達機構を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る回転力伝達機構の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係る回転力伝達機構を示す断面図である。
【図５】本発明の第三の実施形態に係る回転力伝達機構を示す断面図である。
【図６】本発明の第四の実施形態に係る回転力伝達機構を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２４】
本発明の第一の実施形態に係る回転力伝達機構について、図１〜３に基づき説明する。図１は第一の実施形態に係る回転力伝達機構を示す斜視図であり、図２は分解斜視図である。また図３は第一の実施形態に係る回転力伝達機構の実施例を示す断面図である。
【００２５】
符号１で示す回転力伝達機構１は、円柱状に構成された第一部材１０と、環状に構成された第二部材２０とを主たる構成要素とする。第一部材１０は第二部材２０の内部に収容されており、第一部材１０の円筒状の外周面１１が、第二部材２０の円筒状の内周面２１に当接している。
【００２６】
第一部材１０の外周面１１には、周方向のうち、符号Ａで図示する方向Ａに向けて傾斜して立毛する傾斜パイル１２が設けられている。第二部材２０の内周面２１には、傾斜パイル１２に噛み合う噛合部２２の一つの実施例として、図１，２，３（ａ）では軸方向に延びる凹溝２２ａ，・・・，２２ａが周方向に離間して複数設けられている。なお、図１，２，３（ａ）に図示されている凹溝２２ａはＶ字型で形成されているが、断面形状は特に問わず、Ｕ字型溝等も適用可能である。また、図３（ｂ）に示すように、軸方向に延びる突条２２ｂ，・・・，２２ｂを周方向に離間して複数設け、傾斜パイル１２に噛み合う噛合部２２として構成することも可能である。また、図３（ｃ）に示すような、連続的に設けられた三角歯２２ｃや、図３（ｄ）に示すような鋸歯２２ｄも、適用可能である。
【００２７】
なお、図示の第一部材１０は外周面１１に傾斜パイル１２が直接設けられているよう構成されているが、基布から立毛する傾斜パイルを円筒面に貼着することにより、外周面１１に傾斜パイル１２を間接的に設けるよう構成することも勿論可能である。
【００２８】
次に、本実施形態に係る回転力伝達機構１の動作について、図３（ａ），（ｅ）を用いて説明する。第一部材１０が第二部材２０に対して相対的に方向Ａと逆方向に回転する場合、傾斜パイル１２は凹溝２２ａに何ら進行を妨げられることなく、スムーズに回転する。すなわちこの回転方向では、第一部材１０と第二部材２０との間で回転力が伝達されることはない。
【００２９】
第一部材１０が第二部材２０に対して相対的に方向Ａに回転する場合、一部の傾斜パイル１２の毛先が凹溝２２ａに噛み合うため、傾斜パイル１２の毛を長さ方向に圧縮するような力が作用する。これにより、第一部材１０の回転力が第二部材２０に伝達される。
【００３０】
ここで、加えられた回転力が所定のトルクを超過した場合、傾斜パイル１２に作用する圧縮力のため毛が座屈することにより傾斜パイル１２が逆方向に反り返り、凹溝２２ａとの噛み合いが解除される（図３（ｅ）参照）。すなわち、所定のトルクを超過すると第一部材１０の回転力が第二部材２０に伝達されなくなり、この所定のトルクは、伝達される限界のトルクであることを意味する。
【００３１】
伝達される限界のトルクは、傾斜パイル１２の毛が座屈する荷重により決定される。したがって、傾斜パイル１２の毛の密度、毛の長さ、毛の剛さ等を適宜変えることにより、伝達される限界のトルクを設定することができる。
【００３２】
また伝達される限界のトルクは、噛合部２２の形状によっても変化する。例えば凹溝２２ａにより噛合部２２を構成する場合、凹溝２２ａの数が多いほど噛合する箇所が多いため、伝達される限界のトルクは大きくなる。さらに、図３（ｃ）に示すような、連続的に設けられた三角歯２２ｃを噛合部２２とすると、傾斜パイルの多数の毛が噛合するため、伝達される限界のトルクが大きくなる。またさらに、図３（ｄ）に示すように、方向Ａとは逆方向に傾斜する鋸歯２２ｄを噛合部２２とした場合、噛合が解除される為には、傾斜パイル１２の毛がより大きく反り返らなければならないため、伝達される限界のトルクはさらに大きくなる。
【００３３】
なお、上に挙げた噛合部２２の形状は、いずれも一定の断面で軸方向に連続的に延びる形状であるが、軸方向に連続してない凹凸、例えば内周面に離散的に凹設された窪み、ローレット、布地表面の凹凸等も、傾斜パイル１２と噛み合うため、噛合部として好適に使用することができる。
【００３４】
回転力伝達機構１は、少ない部品点数で、精密な組み立てを要することなく構成することができる。すなわち、回転力の伝達が傾斜パイルを介して行われるため、第一部材１０と第二部材２０との間に異物が侵入しても、容易に固着することなく、所定の方向に回転するときのみトルクを伝達するという機能が、容易に損なわれることはない。また更に、回転力の伝達が傾斜パイルを介して行わるため、第一部材１０の軸心と第二部材２０の軸心とがぶれたり、第一部材１０の軸心と第二部材２０の軸心とが傾いている場合でも、傾斜パイル１２と噛合部２２とが噛み合う限り、回転力が伝達される。すなわち組立時に高精度な同軸度や傾斜度が要求されることはなく、また使用時にもぶれや傾き、および振動が許容される。
【００３５】
なお、一方向に回転する場合にトルクが伝達され、逆方向に回転する場合にトルクが伝達されず空転するという回転力伝達機構１の性質を利用して、ワンウェイクラッチを好適に構成することができる。また、一方向に向けて所定のトルク迄は伝達するが、所定のトルクを超過するとトルクが伝達されなくなるという回転力伝達機構１の性質を利用すると、トルクリミッターを好適に構成することができる。また、ワンウェイクラッチ兼用トルクリミッターとして構成することも勿論可能である。
【００３６】
（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態に係る回転力伝達機構２について、図４に基づき説明する。第二の実施形態も、傾斜パイルと噛合部とが噛み合うことで回転力が伝達される機構であるが、第一の実施形態と異なる点は、第二部材２０の噛合部２２が、傾斜パイル２３から構成されている点である。
【００３７】
第二の実施形態に係る回転力伝達機構２も、第一の実施形態と同様に傾斜パイル１２と噛合部２２とが噛み合うことにより回転力が伝達される。しかし第二の実施形態に係る回転力伝達機構２は、噛合部２２が傾斜パイル２３から構成されているため、異物の侵入に対して強く、また軸心のずれや傾きに対する許容度も高い。また、傾斜パイル１２と、噛合部２２を構成する傾斜パイル２３とで、同種の傾斜パイルを使用することができるため、少ない種類の部品で回転力伝達機構を構成することができる。
【００３８】
（第三の実施形態）
次に、本発明の第三の実施形態に係る回転力伝達機構３について、図５に基づき説明する。第三の実施形態も、傾斜パイルと噛合部とが噛み合うことで回転力が伝達される機構であるが、第一の実施形態と異なる点は、第二部材２０の内周面２１に傾斜パイル２３が設けられており、第一部材１０の外周面１１に噛合部１３が形成されている点である。図５（ａ）は、軸方向に延び周方向に離間して複数設けられたＶ字型の凹溝１３ａ，・・・，１３ａから構成された噛合部１３を有する構成であり、図５（ｂ）は、軸方向に延び周方向に離間して複数設けられた突条１３ｂ，・・・１３ｂから構成された噛合部１３を有する構成である。なお、第一の実施形態と同様に、軸方向に連続してない凹凸、例えば内周面に離散的に凹設された窪みや、ローレット、布地表面の凹凸等も、噛合部１３として使用することができる。
【００３９】
第三の実施形態に係る回転力伝達機構３も、第一の実施形態と同様に傾斜パイル２３と噛合部１３とが噛み合うことにより回転力が伝達されるため少ない部品点数で構成でき、異物の侵入に対して強く、また軸心のずれや傾きに対する許容度も高い。
【００４０】
（第四の実施形態）
次に、本発明の第四の実施形態に係る回転力伝達機構について、図６に基づき説明する。図６は回転力伝達機構を示す断面図である。
【００４１】
符号４で示す回転力伝達機構４は、円柱状に構成された第一部材３０と、無端ベルト状に構成され柔軟性を有する第二部材４０とを主たる構成要素とする。第二部材４０は、第一部材３０の外周に巻かれており、第二部材４０の内面４０ａうち、第一部材３０の円筒状の外周面３１に当接する部分が、湾曲して円筒状の内周面４１を形成している。
【００４２】
第二部材４０の内面４０ａには、符号Ａで図示する方向Ａに向けて傾斜して立毛する傾斜パイル４２が設けられている。第一部材３０の外周面３１には、傾斜パイル４２と噛み合う噛合部３２として、軸方向に延びる凹溝３２ａ，・・・，３２ａが周方向に離間して複数設けられている。なお、噛合部３２としてＶ字型の凹溝に限らず、Ｕ字型の溝等も勿論適用可能であり、さらには凹溝に限らず第一から三の実施形態と同様に、突条、三角歯、鋸歯等とすることも可能である。
【００４３】
なお、図示の第二部材４０はその内面４０ａから傾斜パイル４２が直接設けられているよう構成されているが、第二部材４０の内面４０ａに植設することも可能であるし、また基布から立毛して成る傾斜パイルをそのままベルトとして構成することも勿論可能である。
【００４４】
次に、本実施形態に係る回転力伝達機構４の動作について説明する。図６に示す回転力伝達機構４は、ベルトが軸体を回転駆動する形態と考えた場合、方向Ａに向けて第二部材４０が回転する場合は第一部材３０に回転力が伝達され、方向Ａと逆方向に向けて第二部材４０が回転する場合は第一部材３０に回転力が伝達されないよう構成された機構である。一方、軸体がベルトを駆動する形態と考えた場合、方向Ａと逆方向に向けて第一部材３０が回転する場合は第二部材４０に回転力が伝達され、方向Ａに向けて第一部材３０が回転する場合は第二部材４０に回転力が伝達されないよう構成された機構である。
【００４５】
本実施形態に係る回転力伝達機構１は、ベルトを介する駆動系統におけるワンウェイクラッチ及びトルクリミッターに好適に適用することができる。また、軸体にトルクを付与するベルトレンチにも好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  回転力伝達機構
２  回転力伝達機構
３  回転力伝達機構
４  回転力伝達機構
１０  第一部材
１１  外周面
１２  傾斜パイル
１３  噛合部
２０  第二部材
２１  内周面
２２  噛合部
２２ａ  凹溝
２２ｂ  突条
２２ｄ  鋸歯
２３  傾斜パイル
【図１】
0005325867.tif 000002
【図２】
0005325867.tif 000003
【図３】
0005325867.tif 000004
【図４】
0005325867.tif 000005
【図５】
0005325867.tif 000006
【図６】
0005325867.tif 000007